华中农业大学《机械设计》课程大纲

华中农业大学《机械设计》课程大纲

1 / 9

机械设计

课程编码： 3073009106 课程名称： 机械设计

总学分： 3.5 总学时： 56

课程英文名称： Machine Design

先修课程： 材料力学、机械原理

适用专业： 机械设计制造及自动化、农业机械化及自动化、机械电子工程

一、课程性质、地位和任务

机械设计是一门论述基本设计理论和方法的学科基础课；是以通用零部件的设计为核心的设计性课程。通过机械设计课程教学，使学生掌握设计规律和相关技术措施，培养学生具备初步设计能力。在本科教学中，机械设计课起着从基础课过渡到专业课的桥梁和纽带作用。是机械设计制造及自动化、农业机械化及自动化和机电一体化专业的主要必修课程。

其主要任务是：

1、掌握通用机械零部件的设计原理、方法和机械设计的一般规律，进而具有综合运用所学知识，研究改进或开发新的基础件及设计简单机械的能力；

2、具备运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料和获取相关信息的能力；

3、初步建立正确的设计思想方法和工作方法，注重了解国家技术经济政策和国内外发展情况；

二、教学目标要求

1、了解机械设计课程的特点、学习目的以及适合课程特点的学习方法。

2、理解各章中的基本概念、术语、定义及设计公式的含义和运用条件。

3、掌握机械设计的基本要求、设计原则和方法。

4、掌握机械零件的工作原理、载荷分析、应力分析和失效分析。

5、正确运用先修课的知识和基本理论，对传动件进行工作能力计算和强度校核。

6、结合工艺学方面知识，重视并正确进行零、部件的结构设计。

7、树立总体观念，合理选择工作原理，注重各零件间的协调与配合。 华中农业大学《机械设计》课程大纲

2 / 9 三、理论教学内容及安排

第一篇 总论

本篇集中论述机械设计的基本理论、方法以及具有共性的相关内容。包括设计要求、设计准则、设计方法、一般设计步骤以及强度理论的运用。

第1章 绪论（1学时）

教学目标：了解课程的研究对象、内容、课程的性质、任务。

1.1 机械工业在现代化建设中的作用

1.2 课程性质的内容、性质与任务

第2章 机械设计总论（2学时）

教学目标：了解机器组成、机械设计的一般步骤、机械零件的设计准则、常用材料、标准化等基础知识。

重点：明确机械零件设计应满足的基本要求、设计准则和方法。

2.1 机器组成、设计的一般程序和主要要求

2.2 机械零件的主要失效形式；设计的基本要求、准则、方法和步骤

2.3 机械零件常用材料及选择（自学）

2.4 机械零件设计中的标准化

2.5 机械现代设计方法简介（自学）

第3章 机械零件的强度（4学时）

教学目标：掌握解决有限寿命疲劳问题和无限寿命疲劳问题的方法；掌握恒幅循应力下和变幅循环应力下机械零件疲劳强度的计算方法。

重点：变应力作用下，机械零件的疲劳强度计算，极限应力图。 华中农业大学《机械设计》课程大纲

3 / 9 难点：疲劳损伤累积假说理解与应用

3.1 材料的疲劳特性曲线

3.2 单向变应力下零件的疲劳强度计算；双向变应力下的疲劳强度计算；提高零件疲劳强度的措施

3.3 机械零件的抗断裂强度（自学）

3.4 机械零件表面接触疲劳强度

3.5 机械零件可靠性设计简介（自学）

第4章 摩擦、磨损及润滑概述（2学时）

教学目标：了解摩擦、磨损和润滑的主要类型；了解常用的润滑剂；掌握粘度、油性等润滑油的主要性质；掌握形成流体动压润滑的条件。

重点：摩擦机理、物理特征及影响因素。

难点：流体动压润滑原理。

4.1 摩擦的种类及其基本性质；

4.2 常用润滑剂，添加剂的种类，常用润滑脂的种类及性能；

4.3 润滑油粘度及其物理意义；

4.4 流体动压润滑的基本原理。（自学）

第二篇 联接

第5章 螺纹联接和螺旋传动（6学时）

教学目标：了解螺纹联接的类型、预紧以及防松等基本知识；掌握螺纹联接强度计算、结构设计以及受力分析的方法。

重点、难点：螺栓组受力分析、单个螺栓的强度计算方法，受预紧力和轴向工作载荷的单个螺栓强度计算及力与变形关系的理解。 华中农业大学《机械设计》课程大纲

4 / 9 5.1 螺纹的基本参数、常用螺纹的种类，特点及其应用；（1学时）

5.2 螺纹联接的基本类型、结构特点及其应用，螺纹联接的拧紧和防松；（2学时）

5.3 单个螺栓的强度计算和螺栓组联接的力分析；（2学时）

5.4 掌握提高螺栓联接强度的各种措施；（1学时）

5.5 螺旋传动的分类及常用设计方法。（自学）

第6章 键和花链联接（2学时）

教学目标：了解键、花键、销联接的主要类型、工作原理和特点；掌握平键联接的设计方法。

重点：正确选择链联接类型，普通平链联接的计算

6.1 键联接的类型、特点；

6.2 平键联接的工作原理、结构特点，平键的剖面的尺寸和长度的确定方法及平键联接强度校核的计算方法；

6.3 花键联接的齿形、特点、工作原理；

6.4 销联接；

6.5 其他联接简介。（自学）

第7章 带传动（6学时）

教学目标：了解带传动的主要类型和特点、弹性滑动、打滑等基础知识；掌握普通V带传动的设计方法。

重点：带传动工况分析

难点：带传动主要设计参数选择

7.1 带传动的类型、特点； （3学时）

7.2 带传动的工作原理，力分析，应力分析，弹性滑动和打滑的基本理论，失效形式和设计准则； 华中农业大学《机械设计》课程大纲

5 / 9 7.3 V带传动的设计计算方法和步骤；（3学时）

7.4 带传动的张紧方法。

第8章 链传动（3学时）

教学目标：了解链传动的类型、结构、工作原理、特点等基础知识；掌握链传动的运动特性和套筒滚子链传动的设计方法。

重点：链传动的运动特点、传动失效及滚子链传动的设计计算。

难点：滚子链功率曲线和主要参数选择。

8.1 链传动的类型、工作原理、特点及其应用；

8.2 套筒滚子链的结构、规格、尺寸以及链轮的结构；

8.3 链传动的运动特性（运动的不均匀性和动载荷）；

8.4 套筒滚子链传动的设计。

第9章 齿轮传动（8学时）

教学目标：掌握齿轮传动的失效形式、设计准则以及材料选择等基础知识；掌握齿轮传动的受力分析方法；掌握圆柱齿轮传动的的设计方法。

重点：圆柱齿轮传动和圆锥齿轮传动力分析；圆柱齿轮传动的强度计算。

难点：齿轮传动主要参数选择

9.1 齿轮传动的失效形式及其机理以及计计算准则；（1学时）

9.2 齿轮的常用材料及热处理；

9.3 计算载荷及载荷系数的物理意义、影响因素及减小载荷系数的措施；（1学时）

9.4 齿轮传动的受力分析方法；（4学时）

9.5 直齿圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度的计算；

9.6 斜齿圆柱齿轮传动强度的理论和方法；（1学时） 华中农业大学《机械设计》课程大纲

6 / 9 9.7 直、斜齿轮传动的设计方法与步骤（包括材料、热处理方式和精度选择、参数选择和结构设计及润滑）；（1学时）

9.8 直齿圆锥齿轮传动的几何计算、受力分析、强度计算。（1学时）

第10章 蜗杆传动（4学时）

教学目标：了解蜗杆传动的主要类型、特点以及常用材料等基础知识；掌握蜗杆传动的受力分析和设计方法。

重点：蜗杆传动力和失效分析；强度计算特点、传动效率及热平衡计算。

难点：主要传动参数选择。

10.1 蜗杆传动的特点及应用；

10.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数及其选择原则；

10.3 蜗杆传动的失效形式、设计准则和常用材料及其选用原则；

10.4 蜗杆传动的受力分析（力的作用点、大小及方向）；

10.5 蜗杆传动的强度计算特点；

10.6 蜗杆传动效率、热平衡计算；

10.7 蜗杆传动的润滑、蜗杆的结构设计（自学）

第三篇 轴系零、部件

第11章 滑动轴承（4学时）

教学目标：了解滑动轴承的主要类型、结构、特点以及常用材料等基础知识；掌握混合润滑轴承的设计计算准则和液体动压润滑径向滑动轴承的计算要点。

重点：非液体摩擦滑动轴承设计计算，轴承配合选择。

难点：形成流体动压润滑状态的必要条件和充分条件。

11.1 径向滑动轴承的主要类型、结构、特点及其应用；

11.2 对轴瓦材料的基本要求和常用轴瓦材料； 华中农业大学《机械设计》课程大纲

7 / 9 11.3 滑动轴承的润滑剂与润滑装置；（自学）

11.4 混合润滑轴承的失效形式、设计计算准则；

11.5 液体动压润滑径向滑动轴承的计算。

第12章 滚动轴承（6学时）

教学目标：熟练掌握滚动轴承代号的组成；能正确选用轴承的类型；熟练掌握滚动轴承的寿命计算方法；能正确进行滚动轴承的组合结构设计。

重点：滚动轴承类型选择、寿命计算、角接触轴承的轴向载荷计算。

难点：滚动轴承的组合结构设计。

12.1 各类轴承的结构特点，轴承的类型选用原则；（2学时）

12.2 滚动轴承代号（常用滚动轴承的类型、尺寸、公差等级代号）；

12.3 滚动轴承的基本额定寿命计算方法（概念与公式）；（1学时）

12.4 滚动轴承的静强度计算及极限转速计算；（自学）

12.5 滚动轴承部件的组合结构设计。（3学时）

第13章 联轴器、离合器（2 学时

教学目标：掌握常用联轴器、离合器的主要类型、结构、工作原理、特点及选择。

13.1 常用的联轴器和离合器；

13.2 联轴器联接的两轴间的位移补偿原理及联轴器和离合器在功能上的异同。

第14章 轴（6学时）

教学目标：了解轴的功用、分类以及常用材料等基础知识；掌握轴的设计方法。

重点：轴的强度计算方法。

难点：轴的结构设计。

14.1 轴的功用与分类；（3学时）